Die vorliegende Arbeit umfasst zwei Teilgebiete der elementaren Reaktionen am HADES-Detektor der GSI. Ein Aspekt sind die apparativen Entwicklungen zur Optimierung des Pionenstrahls. Im zweiten Teil werden Ergebnisse eines Proton-Proton Experiments zur Bestimmung des elektromagnetischen Übergangsformfaktors des Eta-Mesons dargestellt.
Der für die Pion-Kern Experimente benötigte Pionenstrahl wird durch den Beschuss eines Beryllium-Targets mit einem Schwerionenstrahl erzeugt. Nachteil eines Sekundärstrahls ist die schlechte Emittanz, da die im Produktionstarget erzeugten Pionen eine breite Impulsverteilung besitzen und über eine breite Winkelverteilung emittiert werden. Daneben ist die Intensität des Strahls um Größenordnungen kleiner als die eines Primärstrahls. Die Qualität des sekundären Pionenstrahls am HADES-Target ist das wichtigste Kriterium für die Durchführbarkeit eines Produktionsexperiments. Pionen außerhalb des vorgesehenen Strahlflecks führen zu Sekundärreaktionen mit dem das Target umgebende Material (Halterung und Strahlrohr). Der dadurch entstehende Untergrund kann ein Experiment unmöglich machen. Um die Größe und die Eigenschaften des Strahlfokus zu untersuchen, wurden im Rahmen dieser Arbeit zwei Detektoren aus szintillierenden Fasern aufgebaut und in verschiedenen Strahlzeiten eingesetzt. Die Signal-Auslese erfolgte mit einer neu entwickelten Elektronik. Die Ergebnisse zeigten eine achromatische Fokussierung der Pionen, die zu einer inakzeptablen Strahlbreite am HADES-Target führte. In Simulationsrechnungen konnte gezeigt werden, dass ein zusätzlicher Quadrupol in der Strahlführung direkt vor dem HADES-Target die Qualität des Strahlflecks verbessert. Ein Testexperiment mit diesem zusätzlichen Quadrupol wurde durchgeführt und wird zur Zeit ausgewertet. Erste Ergebnisse zeigen bereits deutliche Verbesserungen. Insbesondere konnte die Impulsabhängigkeit der Fokussierung stark reduziert werden. Die mit indirekten Methoden bestimmte Halbwertsbreite der vertikalen Verteilung am Target war 14mm. Mit den erreichten Optimierungen ist die Qualität der Fokussierung jetzt ausreichend, um damit ein Experiment pi-+A erfolgreich durchführen zu können. Die Intensität des Pionenstrahls liegt mit ca. 10^6 Pionen/Puls um etwa eine Größenordnung unter der typischen in HADES-Experimenten genutzten Primärstrahlintensität.
Um die elektromagnetische Struktur von Hadronen in Experimenten mit HADES aufzuklären, wurde in einem ersten Schritt der Eta-Dalitz-Zerfall in der p+p Reaktionen bei 2.2 GeV kinetischer Energie mit dem Ziel untersucht, den elektromagnetischen Übergangsformfaktor des Eta-Mesons zu bestimmen. Hierbei kam die im Rahmen dieser Arbeit neu entwickelte Analyse-Methode der Ereignis Hypothese zum Einsatz. Im Gegensatz zu den inklusiven Analysen der Schwerionenexperimente werden dabei die gemessenen Teilchenspuren nicht separat betrachtet, sondern die Gesamtheit des Ereignisses berücksichtigt. Aus den gefundenen Teilchenspuren wird dabei eine Hypothese des Ereignisses erstellt und den Spuren entsprechend eine hypothetische Teilchenidentität zugewiesen. Verschiedene Algorithmen testen die Hypothese anhand von Detektorresponse und kinematischen Bedingungen und bestätigen oder verwerfen sie. In einem letzten Schritt wird eine kinematische Anpassung an die Hypothese durchgeführt, wobei nur die mit dem besten chi^2 übernommen wird. Nach Untergrundabzug und Faltung mit der aus einer Simulation berechneten Akzeptanzkorrektur entspricht das invariante Massenspektrum innerhalb der Fehler den Erwartungen aus Vektormesonen-Dominanz-Rechnungen. Das Verhältnis zwischen gemessenen Daten und der entsprechenden QED-Rechnung ergibt den elektromagnetischen Übergangsformfaktor des Eta-Mesons. Aus einer Anpassung an die Daten lässt sich eine Steigung des Formfaktors von b=2.2 (+1.2-1.4) GeV^-2 bestimmen. Dies entspricht einer Pol-Masse von lambda=680 (+460-130) MeVc^2. Die großen Fehler sind durch die Sensitivität der Steigung auf die Bereiche großer invarianter Massen und kleiner Statistik bedingt. Das Ergebnis ist innerhalb der Fehler konsistent mit den in Eta -> e+ e- Gamma und Eta -> mu+ mu- Gamma Zerfällen gemessenen Formfaktoren früherer Experimente.
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